JP4181071B2

JP4181071B2 - ダブルラインセンサカメラ及びそのカメラを用いたコード読取装置

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Publication number: JP4181071B2
Application number: JP2004054544A
Authority: JP
Inventors: 和則末永
Original assignee: Tohken Co Ltd
Current assignee: Tohken Co Ltd
Priority date: 2004-02-27
Filing date: 2004-02-27
Publication date: 2008-11-12
Anticipated expiration: 2024-02-27
Also published as: JP2005242884A

Description

本発明は、異なる反射率又は正反射、拡散反射光の差で形成されるマークで表わされる１次元若しくは２次元のコードを読取対象として、シール状の媒体に印刷若しくは物体表面に直接形成されたコードを光学的に非接触で読取るコード読取装置に関し、特に、撮像形態が異なる２つのラインセンサを備えたセンサカメラ（ダブルラインセンサカメラ）、及びそのカメラを用いたコード読取装置に関する。

近年、製品や部品の管理情報を短時間で認識するために、製品や部品の番号、商品名、価格その他の情報を白黒等のしま模様で記号化した１次元又は２次元コードが広く用いられている。これらの異なる反射率又は正反射、拡散射光の差で形成されるコードで表わされる１次元コードや２次元コードなど、符号化された情報を有するコードは、例えば１次元コードにおいては、線の幅の比の組合せで一連の数字を表しており、製品や部品の番号等の各種の情報が上記数字に置き換えられている。このような１次元のバーから成る１次元コードや２次元のセルから成る２次コードを光学的に読取るコード読取装置は、操作者が装置を手に持って利用する手持ち式のタイプと、搬送路の所定の位置に固設される定置式のタイプがある。

定置式のコード読取装置は、物流配送センター等において使用されている。例えば、物流配送センターにおいては、届け先や種類がランダムに投入された物品をベルトコンベア等の搬送手段によって搬送し、搬送される物品の表面に付されたラベルの情報を撮像手段によって撮像し、その画像を処理してコードを読取り、その情報に基づいて各種の物品を仕分装置によって自動的に仕分けることが行われている。

このように、ベルトコンベア等の搬送手段によって搬送される物品のコードを光学的に読取るコード読取装置では、例えば、ＣＣＤ型ラインセンサ，撮像カメラ（２次元イメージセンサ）等から成る撮像手段を搬送路の所定の位置に設置しておき、搬送されてくる物品に対して光源からの光束を照射すると共に、コードが付されている物品の面を撮像手段によって撮像し、その画像を処理してコードを解読するという方式が採られている。このような定置式又は手持ち式のコード読取装置は、一般的に固定焦点の撮像手段を用いているが、近年では、オートフォーカス機能を有する手持ち式読取装置も提案されている（例えば本出願人による特許文献１参照）。
特開２００２−５６３４８号公報

しかしながら、上述したような従来のコード読取装置においては、物品（被写体）の種類によっては、コード面の凹凸やコード面を覆う部材等からの光の正反射による影響でコード画像の一部が欠落し、コードが解読できないという問題（以下、「第１の問題」とする）があった。

例えば、コード読取対象の物品が、ビニール製のカバーで被覆したアパレル製品の場合は、光源から照射した光束はカバーの表面で一部が正反射し、さらに、コード面からの反射光がカバーの内面で一部が正反射するため、これらの正反射の影響でコードの画像の一部が欠落し、コードが解読できなかった。また、コードが曲面部に付された物品においては、曲面からの正反射による影響でコード画像の一部が欠落し、解読できない状態が生じ易いという問題があった。さらに、コード読取対象の物品がタイヤの場合は、内側の周縁の傾斜部分にコード（ラベル）が付されているため、コード面から正反射した光の角度が直方体状の物品とは異なるため、直方体状の物品に合せた撮像角度で撮像した画像では、コードの解読ができなかった。

このように、コード読取対象の物品の種類によって生じる問題としては、光源から照射した光の正反射による影響でコードが解読不能となる上記第１の問題の他に、撮像手段の被写界深度が起因してコードが解読できないという問題（以下、「第２の問題」とする）があった。

例えば、大きさ（特に、コードが付された面の高さ）が異なる複数種類の物品を対象とした場合、撮像手段の被写界深度を超えた物品のコードは解読できなかった。このような問題は、個々の高さが異なる物品を対象としたケースの他に、例えば、Ｌ字形のワークなど、段差を有する物品で且つ各段の上面部にそれぞれコードが付されている物品を対象としたケース、或いは、段差を有する物品で且つ各段のいずれか１つの上面部にコードが付されている物品を対象としたケースでも同様である。

これらの第１及び第２の問題は、２台以上のコード読取装置とそれらに接続される画像処理装置の制御や画像処理を変更することで解決できると考えられるが、コストがかかるという難点や設置空間が大きくなるなどの問題がある。

本発明は上述のような問題に鑑みて成されたものであり、本発明の目的は、従来のコード読取装置では解読できなかった様々な種類の物品に付されたコードを、安価な構成で且つ高精度で解読可能とするセンサカメラ及びそのカメラを用いたコード読取装置を提供することにある。

本発明は、ダブルラインセンサ及びそのカメラを用いたコード読取装置に関するものであり、本発明の上記目的は、ダブルラインセンサカメラに関しては、搬送される物品に付された１次元若しくは２次元のコードを光学的に読取るコード読取装置に適用され、撮像形態が異なる少なくとも２つのラインセンサを備えたダブルラインセンサカメラであって、光源からの光束の投射角に対して互いに異なる角度に受光面が配置された第１及び第２のラインセンサと、前記第１及び第２のラインセンサから得られる各々の画素データを合成して１つのラインデータとして出力するデータ合成手段とを備え、前記第１及び第２のラインセンサは各々が前記物品に付されたコード面全体を撮像するようになっていることによって達成される。

或いは、搬送される物品に付された１次元若しくは２次元のコードを光学的に読取るコード読取装置に適用され、撮像形態が異なる少なくとも２つのラインセンサを備えたダブルラインセンサカメラであって、前記物品に付されたコード面から受光面までの光路長が互いに異なる反射光を各受光面で受光して前記物品を撮像する第１及び第２のラインセンサと、前記第１及び第２のラインセンサから得られる各々の画素データを合成して１つのラインデータとして出力するデータ合成手段とを備え、前記第１及び第２のラインセンサは各々が前記物品に付されたコード面全体を撮像するようになっていることによって達成される。

更に、前記物品に付されたコード面からの反射光を異なる位置に配置された第１及び第２の反射面で反射してそれぞれの反射光を同一の光学レンズを通して前記第１及び第２のラインセンサの各受光面に対して入射させる反射手段を備え、該反射手段によって前記光路長が異なる反射光を形成する構成としていること、前記第１及び第２のラインセンサの受光面が前記物品に付されたコード面からそれぞれ異なる距離に配置されており、該配置によって前記光路長が異なる反射光を前記第１及び第２のラインセンサの各受光面で受光する構成としていること、前記データ合成手段は、前記第１及び第２のラインセンサの画素出力を１ライン上の前半部と後半部に配置して前記１つのラインデータとして出力すること、１つの光源からの光をそれぞれの鏡面部で反射して異なる角度で第１及び第２の光束を放射し、前記物品に対して異なる方向から前記第１及び第２の光束を照射する照射光分散手段を更に備えること、前記第１及び第２のラインセンサの各画素出力の転送開始画素位置とその位置からの転送画素数を有効画素出力範囲として設定する有効画素出力範囲設定手段を更に備え、前記データ合成手段は、前記有効画素出力範囲設定手段により設定された有効画素出力範囲の画素データを合成して前記１つのラインデータとして出力することによって、それぞれ一層効果的に達成される。

また、コード読取装置に関しては、本発明の上記目的は、搬送される物品に付された１次元若しくは２次元のコードを光学的に読取るコード読取装置において、撮像形態が異なる少なくとも２つのラインセンサを備えたダブルラインセンサカメラと、前記撮像形態が異なる第１及び第２のラインセンサでそれぞれ撮像した前記コードの全体の画像を含む画像データを取込む画像取込手段と、前記画像取込手段で取込んだ画像データを処理して前記第１及び第２のラインセンサで撮像した同一のコードに対するそれぞれのコード画像を認識し、認識した各コード画像のいずれか一方の画像データ若しくは両方の画像データに基づいて前記コードを解読するコード解読手段とを備えることによって達成される。

更に、前記コード解読手段は、前記認識したコード画像が解読できなかった部分が存在する場合、前記解読できなかった部分の位置に対応する相手の画素のデータを用いて前記コード画像のデータを補正し、その画像データにより前記コードを解読する機能を有すること、前記ダブルラインセンサカメラは、光源からの光束の投射角に対して互いに異なる角度に前記第１及び第２のラインセンサの各受光面が配置されており、前記物品に付されたコード面からの反射光を前記第１及び第２のラインセンサの各受光面で受光して前記コードをそれぞれのラインセンサにより撮像する構成としていること、前記ダブルラインセンサカメラは、前記物品に付されたコード面から受光面までの光路長が互いに異なる反射光を前記第１及び第２のラインセンサの各受光面で受光して前記コードをそれぞれのラインセンサにより撮像する構成としていることによって、それぞれ一層効果的に達成される。

本発明によれば、撮像形態が異なる２つのラインセンサで撮像した２つのコード画像を用いてコードを解読し得るようにしているので、従来のコード読取装置では解読できなかった様々な種類の物品に付されたコードを解読することが可能となる。詳しくは、光源からの光束の投射角に対して互いに異なる角度で各ラインセンサの受光面が配置された第１及び第２のラインセンサをセンサカメラに備え、そのセンサカメラから得られる２つのコード画像を基に解読する形態とすることによって、コード面を覆う透明部材やコード面の凹凸などからの光の正反射による影響で、コード画像の一部が欠落し、従来は解読が不可能であった物品であっても、コードを解読することができる。例えば、ビニール製のカバーで被覆したアパレル製品や、内側の周縁の傾斜部分にコード（ラベル）が付されたタイヤなどを対象とした場合でも、１台のコード読取装置によってコードを解読することが可能となる。

また、コード面から反射された光のセンサ受光面までの光路長が異なる第１及び第２のラインセンサをセンサカメラに備え、そのセンサカメラから得られる２つのコード画像を基に解読する形態とすることによって、コードが付された面の高さが異なる複数種類の物品を対象としたケース、段差を有する物品で且つ各段の上面部にそれぞれコードが付されている物品を対象としたケース、或いは、段差を有する物品で且つ各段のいずれか１つの上面部にコードが付されている物品を対象としたケースでも、１台のコード読取装置によってコードを解読することが可能となる。

さらに、２つのラインセンサの画素出力を１ラインのラインデータに合成し、合成したラインデータをセンサカメラから出力する構成とすることによって、回路間の省配線化、画像取込部のハードウェア（フレームグラバボード）及びバーコード解読部を共通化することによる装置全体の低価格化、及び省スペース化を図ることができる。また、１つの光源からの光をそれぞれの鏡面部で反射して異なる角度で第１及び第２の光束を放射し、物品に対して異なる方向から第１及び第２の光束を照射する照射光分散手段を備えることによって、照明の正反射ゾーンを減らし、正反射光の影響による読取精度の低下を回避することが可能になる。

本発明に係るコード読取装置は、撮像形態が異なる２つのラインセンサでイメージセンサを構成し、その２つのラインセンサを搭載した「ダブルラインセンサカメラ」（以下、便宜上、単に「センサカメラ」という）を備え、そのセンサカメラで撮像した画像を用いてバーコード（２次元コードを含む）を解読することを主要な特徴としている。そして、コード読取装置のバーコード解読部では、一方のラインセンサで撮像したコード画像で解読が不能な場合には他方のラインセンサで撮像したバーコード画像で解読することによって、従来のコード読取装置では解読不能であった様々な種類の物品に付されたバーコードを解読することを可能としている。さらに、どちらの画像もバーコードの一部が正反射で欠落しており、バーコードの解読が完結しない場合は、欠落部分の位置に対応する相手の画素を用いて相互に画像データを補正し合うことにより、欠落の無いバーコード画像を生成し、その画像データを用いる方式とすることによって、前述の第１の問題で例示したような場合においても解読可能としている。

また、本発明においては、センサカメラにおいて、２つのラインセンサの画素出力を１ラインのラインデータに合成する手段を備え、合成したラインデータ（例えば２つのラインデータを１ライン上の前半部と後半部に配置したラインデータ）を画像取込部へ転送する構成とすることにより、回路間の省配線化と、画像取込部のハードウェア（フレームグラバボード）及びバーコード解読部を共通化することによる装置全体の低価格化及び省スペース化を実現している。

なお、センサカメラの構成としては、（１）光源からの光束の投射角に対して互いに異なる角度に各ラインセンサの受光面を配置する構成としたものと、（２）コード面から反射された光の各ラインセンサの受光面までの光路長が異なる構成としたものがあり、前者のセンサカメラを備えたコード読取装置を実施例１、後者のセンサカメラを備えたコード読取装置を実施例２として説明する。

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

先ず、本発明に係るコード読取装置の基本構成と概略の動作例について説明する。

図１は、本発明に係るコード読取装置の全体構成の一例を示すブロック図であり、定置式のコード読取装置の場合、バーコードが付された物品（製品又はその収容体）１は、例えば図１中の矢印Ａで示す方向を進行方向（搬送方向）として、コンベア等の搬送手段２によって連続的に若しくは間欠的に搬送されてくる。搬送路上を移動する物品１は、例えば搬送位置検出手段３（ロータリエンコーダ等）からの位置検出信号により検出する。コード読取装置１００は、センサカメラ１０と画像処理装置２０とから構成され、搬送路の所定の位置に配置されたセンサカメラ１０によって物品１を撮像する。

本実施例において、センサカメラ１０は、撮像形態が異なる２つのラインセンサ１１（１１ａ，１１ｂ）と１つの照明用の光源１２とを具備しており、光源１２から照射した光束は、センサカメラ１０内の反射板１３、光学レンズ１４を通して２つのラインセンサ１１の受光面にそれぞれ入射される。そして、センサカメラ１０内の２つのラインセンサ１１で撮像した物品１のラインデータが１つのラインデータとして合成され、その画像データが、通信ケーブル（若しくは無線通信手段）を介して画像処理装置２０内の画像取込部（画像取込手段）２１に転送される。バーコード解読部（コード解読手段）２２では、画像取込部２１で取込んだ画像データを処理してバーコードを認識し、一方のバーコード画像（若しくは２つのバーコード画像）の画像データを基に、バーコード解読部２２による解読処理を実行する。ここで、一方のバーコード画像により解読できない場合は、他方のバーコード画像により解読処理を実行し、それでも解読できない場合は、両方のバーコード画像により解読処理を実行するが、その詳細については後述する。

上述した画像処理装置２０は、パーソナルコンピュータ等の汎用的なコンピュータであっても良く、例えば、画像処理装置２０内の画像取込部２１は、フレームグラバボードで構成し、バーコード解読部２２は、ＣＰＵにより実行されるコンピュータ・プログラムで構成することによって実現することができる。但し、バーコード解読部の一部の処理をハードウェアにより処理する態様、センサカメラ１０と画像処理装置２０とを一体的に構成し、解読結果を上位コンピュータに送信する態様なども本発明に含まれる。

次に、後述する実施例１及び実施例２に用いるセンサカメラ１０の構成について説明する。

図２は、図１に示したセンサカメラ１０の主要部の構成例を示す回路ブロック図である。センサカメラ１０は、２系統のラインセンサ１１（１１ａ，１１ｂ）、ＣＤＳ（Correlate Double Sampling：相関二重サンプリング回路）１１２、ＡＭＰ（増幅器）１１３、及びＡ／Ｄ（ＡＤ変換器）１１４を備えている。

ＣＤＳ１１２は、固体撮像素子がライン状に配列された画素部からの信号を処理する回路であり、ＣＣＤ等の誘導雑音等を除去し、各ＣＣＤセルでの蓄積電荷量に対応する画像信号を送出する。ＣＤＳ１１２からの画像信号はＡＭＰ１１３で増幅され、Ａ／Ｄ１１４でデジタル信号に変換された画像データが、データ合成手段であるデータ合成回路１１５に送出される。

データ合成回路１１５は、２つのラインセンサ１１ａ，１１ｂからの画像データ（画素出力）を１ラインの画像データとして合成処理する回路であり、例えばラインセンサ１１ａのＣＨ_１１〜ＣＨ_１ｎの出力を１ライン上の前半に配置すると共に、ラインセンサ１１ｂのＣＨ_２１〜ＣＨ２_ｎの出力を１ライン上の後半に配置することによって、１ラインの画像データとして合成し、その合成したラインデータＤＡＴＡをラインドライバ１１６から順次出力する。

タイミング発生回路１１７は、外部（物品の搬送位置検出器：例えばロータリエンコーダ）から１ラインのサンプリング開始のトリガとなるトリガ信号ＴＲＩＧを入力すると共に、発振器１１８からクロック信号を入力し、ラインセンサ１１やＡ／Ｄ変換器１１４等を動作させるための各種のタイミング信号を発生する。本発明においては、タイミング発生回路１１７によって、ラインセンサ１１ａの最初の画素がラインデータの最初の画素、ラインセンサ１１ｂの最後の画素がラインデータＤＡＴＡの最後の画素となるように、有効画素の転送タイミングを調整し、データ合成回路１１５により合成されたラインデータＤＡＴＡと共に、画素出力転送クロックＰＣＬＫ，及び有効画素の範囲（ラインスタート／ラインストップ）を示すクロックＤＶＡＬを出力する。

なお、タイミング発生回路１１７では、２つのラインセンサの同期を取るため、１つのクロック信号をそれぞれのラインセンサ１１ａ，１１ｂの駆動回路へ与えて画素出力の転送タイミングを同期させる。また、データ合成回路１１５にはＦＩＦＯ（Ｆｉｒｓｔ−ｉｎ，Ｆｉｒｓｔ−ｏｕｔ）メモリがラインセンサ毎に設けられており、２つのラインセンサ１１ａ，１１ｂからデータ合成回路１１５へ転送された画素データは、各ＦＩＦＯメモリに一時的に格納された後、２つのラインセンサ１１ａ，１１ｂの画素データが揃ったタイミングでＦＩＦＯメモリから読み出され、画像処理装置２０内の画像取込部２１へと転送される。上記のＦＩＦＯメモリから読み出すタイミングは、トリガ信号ＴＲＩＧを遅延させた信号（例えば１スキャン分遅れたトリガ信号ＴＲＩＧ）をタイミング発生回路１１７がデータ合成回路１１５へ与えることで調整する。

設定コントローラ１１９は、ラインセンサ１１ａのＣＨ_１１〜ＣＨ_１ｎの画素出力範囲、及びラインセンサ１１ｂのＣＨ_２１〜ＣＨ_２ｎの画素出力範囲をそれぞれ設定する機能を備えており、設定コントローラ（有効画素出力範囲設定手段）１１９の操作若しくは上位コンピュータからの指令により、ラインデータＤＡＴＡの前半に配置される（ＣＨ_１１〜ＣＨ_１ｎ）の画素データの転送開始画素位置とその位置からの転送画素数、ラインデータＤＡＴＡの後半に配置される（ＣＨ_２１〜ＣＨ_２ｎ）の画素データの転送開始画素位置とその位置からの転送画素数をｍ画素単位（例えばｍ＝６４）で有効画素出力範囲として設定可能としている。この有効画素出力範囲の設定機能により、必要に応じて画素数を減らせば、スキャンレートは、１個のラインセンサの時のスキャンレートと比較して、１／２より大きくすることができ、２つのラインセンサを用いることによるスキャンレートの低下を緩和することができる。

以下、センサカメラ１０の構成として、光源からの光束の投射角に対して互いに異なる角度に各ラインセンサ１１（１１ａ，１１ｂ）の受光面を配置する構成としたものを実施例１、コード面から反射された光の各ラインセンサの受光面までの光路長が異なる構成としたものを実施例２として、それぞれ説明する。

図３は、本発明に係るセンサカメラに搭載される光学系の配置構成の第１の実施例を示す模式図である。実施例１のセンサカメラ１０は、１つの光源１２（例えば直方体状のナトリウム管から成る光源）と、その光源１２の上方に配置され、光源１２からの光をそれぞれの鏡面部で反射して異なる角度で第１，第２の光束を放射し、同一の移動体１（本例では搬送路に沿って移動する物品）に対して異なる方向から、所定距離れた位置（例えば６０ｃｍ離れた位置）で照射する照射光分散手段１３Ａ（本例では照射光分散用の反射板）とを備えている。照射光分散手段として用いる反射板１３Ａは、反射方向が異なる２枚の曲面を有するミラーで構成して各光線が平行な光束を発する形態とするのが好ましいが、１枚の半球状のミラーで構成しても良い。

ラインセンサ１１（１１ａ，１１ｂ）は、光源からの光束の投射角に対して互いに異なる角度（例えば、反射光のそれぞれの受光面への入射角の差が（５度〜１０度）×２）で受光面が配置されており、バーコード面からの反射光を同一の光学レンズ１４を通してそれぞれの受光面で受光して、バーコードを含む領域の画像をそれぞれのラインセンサ１１によって撮像する。

このようなセンサカメラの構成において、搬送路に沿って移動する物品１に対して第１の光束が照射された物品１からの反射光が光学レンズ１４を通してラインセンサ１１ａの受光面に入射され、バーコードを含む物品１の像が撮像される。続いて、ラインセンサ１１ｂでの撮像位置に物品１が移動したタイミングで、物品１に対して第２の光束が照射された物品１からの反射光（上記反射光とは異なる反射角の光）が光学レンズ１４を通してラインセンサ１１ａの受光面に入射され、バーコードを含む物品１の像が撮像される。

図４は、センサカメラ１０から出力される画像の一例を示しており、各ラインの前半部にラインセンサ１１ａから得た画像が配置され、後半部にラインセンサ１１ｂから得た画像が配置された画像データがセンサカメラ１０から出力され、同図に示すような画像が、画像処理装置２０内の画像取込部２１に取込まれる。本実施例では、２つのラインセンサ１１ａ，１１ｂで時間的に異なるタイミングで撮像しているため、離れた位置に２つのバーコード画像が存在する。

次に、図１に示したバーコード解読部２２におけるバーコードの解読処理について、図５のフローチャートに沿って説明する。

バーコード解読部２２では、センサカメラ１０からの画像データを解析し（ステップＳ１）、ラインデータの前半部と後半部を並行して処理し、２つのバーコード画像を認識する（ステップＳ２）。本実施例では、図４に示したように、１つのバーコードの画像が離れた位置に２つ存在するので、次に搬送されてきた物品１のバーコードと混同しないように、同一バーコードの画像データか否かを、距離，エッジ，幅，ピッチ等をパラメータとして判定する（ステップＳ３）。そして、同一バーコードの画像データでないのであれば、後半の画像を次のバーコードと判断して記憶しておき（ステップＳ４）、同一バーコードの画像データであれば、ラインセンサ１１ａから得たバーコード画像で解読できたか否かを判定し（ステップＳ５，Ｓ６）、解読できなかったのであれば、ラインセンサ１１ｂから得たバーコード画像で解読処理をする（ステップＳ７）。そして、いずれの画像でも解読できなかった場合は（ステップＳ８）、図６に示すように、コード（１次元コードのバー又は２次元コードのセル）の欠落部分Ｘの位置に対応する相手の画素のデータを用いて相互に画像データを画素単位で補填して補正し合うことにより欠落の無いバーコード画像を生成し（ステップＳ９）、その画像データにより解読する（ステップＳ１０）。そして、当該バーコードの処理を終了したのであれば、ステップＳ１に戻り、次のバーコードの処理を続行する。なお、正反射の影響によりバーコードの一部が欠落し、解読が完結しない場合は、その欠落部分の位置が異なるので、この補填／補正処理により、バーコード解読することができる。すなわち、実施例１のコード読取装置によれば、発明が解決しようとする課題で述べた第１の問題を解消することができる。

次に実施例２について説明する。図７は、本発明に係るセンサカメラに搭載される光学系の配置構成の第２の実施例を示す模式図である。実施例２では、１つの光源１２と、コード面からの反射光が２つのラインセンサの受光面に入射されるまでのそれぞれの光路長を変えるための光路長変更手段１３とを備えている。本例では、光路長変更手段１３は、２つのミラー１３Ｂ１，１３Ｂ２で構成され、ミラー１３Ｂ１，１３Ｂ２は、ラインセンサ１１ａ，１１ｂの各受光面までの光路長が互いに異なるように、同図７に示すように、例えば、物品１の搬送面若しくは光学レンズ１４からそれぞれ異なる距離に配置されている。すなわち、物品に付されたコード面からの反射光を異なる位置に配置された２つの反射面で反射して、それぞれの反射光を同一の光学レンズ１４を通して２つのラインセンサ１１ａ，１１ｂの各受光面に対して入射させる反射手段（本例ではミラー１３Ｂ１，１３Ｂ２）を光路長変更手段１３として備え、この光路長変更手段１３によって光路長が互いに異なる反射光を形成する構成としている。本例では、図７中のＸＰ＋ＰＱ＝１７００ｍｍ、ＸＢ＋ＢＣ＝１９００ｍｍ、被写界深度Ｌ１＝２００ｍｍ、被写界深度Ｌ２＝２００ｍｍ（５０ｍｍオーバーラップ）としている。

このようなセンサカメラの構成において、搬送路に沿って移動する物品１に対して第１の光束が照射された物品１からの反射光はミラー１３Ｂ１で反射され、その反射光が光学レンズ１４を通してラインセンサ１１ａの受光面に入射されると共に、ミラー１３Ｂ２で反射された光（上記反射光とは光路長が異なる物品１からの反射光）が光学レンズ１４を通してラインセンサ１１ｂの受光面に入射され、バーコードを含む物品１の像がそれぞれのラインセンサ１１ａ，１１ｂで撮像される。

本実施例におけるセンサカメラでは、レンズ系の移動をすることなく、焦点距離及びピント位置が異なる２つの画像をほぼ同時に得ることができる。そのため、オートフォーカスカメラを用いなくても、両方のバーコード画像を用いることで、高さの異なる物品１に付されたバーコードを解読することができる。

また、例えば図８に示すように、Ｌ字形のワーク１など、段差を有する物品のいずれかの面にラベル（Ａ又はＢ）が付されている物品１を対象とした場合、従来のコード読取装置では、いずれかラベルＡ，Ｂの位置が被写界深度範囲を超えている場合は、ラベル（コードを解読することができない。また、オートフォーカス機能を備えたコード読取装置であっても、一般に一番高い面に焦点を合わせるので、低い位置にラベルが付されている場合、そのラベルＡのコードを解読することができない。しかし、本発明においては、このような物品１を対象とした場合においても、確実に解読することができる。

さらに、段差を有する物品の両方に対してそれぞれ異なるラベル（Ａ及びＢ）が付されている物品１を対象とした場合においても、本実施例では１台のコード読取装置で、両方のラベルＡ，Ｂを解読することができる。すなわち、実施例２のコード読取装置によれば、発明が解決しようとする課題で述べた第２の問題を解消することができる。さらに、センサカメラの構成を実施例１の構成と組み合わせた構成とすることで、第１及び第２の問題を解消することが可能である。

実施例２の変形例としては、光路長の異なる反射光を受光するようにラインセンサ１１ａ，１１ｂの受光面を光学レンズ１４からそれぞれ異なる距離に配置させ、２つのラインセンサ１１ａ，１１ｂの焦点位置を変える方式としても良い。この場合、図７に示したミラー１３Ｂ１，１３Ｂ２は光路を変えるための１つのミラーとしても良いが、ミラーを備えない構成としても良い。上記の変形例及び実施例２において、バーコードの解読処理は、実施例１と同様であるため、説明を省略する、但し、実施例１のように、光源からの光束の投射角に対して互いに異なる角度に各ラインセンサの受光面を配置する構成とした場合には、前述の画像データの補填処理が有効となるが、そうでない場合は、有効とならないため、画像データの補填処理（図５のステップＳ９，Ｓ１０）は省いた処理となる。

なお、上述した実施の形態においては、定置式のコード読取装置を例として説明したが、操作者が装置を手に持って利用する手持ち式のコード読取装置にも適用することができる。また、センサカメラにと搭載するイメージセンサは、２つのラインセンサを用いる場合を例として説明したが、例えば、第１，第２のラインセンサを実施例１の構成とすると共に第２，第３のラインセンサを実施例２の構成としたり、第３以降のラインセンサを他の撮像形態としたりするなど、３つ以上のラインセンサを用いても良く、ラインセンサの替わりに２次元エリアセンサを用いるようにしても良い。

本発明に係るコード読取装置の全体構成の一例を示すブロック図である。本発明に係るセンサカメラの主要部の概略構成一例を示す回路ブロック図である。本発明に係るセンサカメラに搭載される光学系の配置構成の第１の実施例を示す模式図である。本発明に係わるセンサカメラから出力される画像の一例を示す図である。バーコード解読部における解読処理を説明するためのフローチャートである。バーコード解読部における画像データの補填／補正処理を説明するための模式図である。本発明に係るセンサカメラに搭載される光学系の配置構成の第２の実施例を示す模式図である。バーコードラベルが付された物品の一例を示す模式図である。

符号の説明

１物品
２搬送手段
３搬送位置検出手段
１０センサカメラ
１１（１１ａ，１１ｂ）ラインセンサ
１１２ＣＤＳ（相関二重サンプリング回路）
１１３ＡＭＰ（増幅器）
１１４Ａ／Ｄ（ＡＤ変換器）
１１５データ合成回路
１１６ラインドライバ
１１７タイミング発生回路
１１８発振器
１１９設定コントローラ
１２光源
１３反射板
１３Ａ照射光分散手段（反射板）
１３Ｂ光路長変更手段（ミラー）
１４光学レンズ
２０画像処理装置
２１画像取込部
２２バーコード解読部
１００コード読取装置

Claims

搬送される物品に付された１次元若しくは２次元のコードを光学的に読取るコード読取装置に適用され、撮像形態が異なる少なくとも２つのラインセンサを備えたダブルラインセンサカメラであって、
光源からの光束の投射角に対して互いに異なる角度に受光面が配置された第１及び第２のラインセンサと、前記第１及び第２のラインセンサから得られる各々の画素データを合成して１つのラインデータとして出力するデータ合成手段とを備え、
前記第１及び第２のラインセンサは各々が前記物品に付されたコード面全体を撮像するようになっていることを特徴とするダブルラインセンサカメラ。
搬送される物品に付された１次元若しくは２次元のコードを光学的に読取るコード読取装置に適用され、撮像形態が異なる少なくとも２つのラインセンサを備えたダブルラインセンサカメラであって、
前記物品に付されたコード面から受光面までの光路長が互いに異なる反射光を各受光面で受光して前記物品を撮像する第１及び第２のラインセンサと、前記第１及び第２のラインセンサから得られる各々の画素データを合成して１つのラインデータとして出力するデータ合成手段とを備え、
前記第１及び第２のラインセンサは各々が前記物品に付されたコード面全体を撮像するようになっていることを特徴とするダブルラインセンサカメラ。
前記物品に付されたコード面からの反射光を異なる位置に配置された第１及び第２の反射面で反射してそれぞれの反射光を同一の光学レンズを通して前記第１及び第２のラインセンサの各受光面に対して入射させる反射手段を備え、該反射手段によって前記光路長が異なる反射光を形成する構成としている請求項２に記載のダブルラインセンサカメラ。
前記第１及び第２のラインセンサの受光面が前記物品に付されたコード面からそれぞれ異なる距離に配置されており、該配置によって前記光路長が異なる反射光を前記第１及び第２のラインセンサの各受光面で受光する構成としている請求項２に記載のダブルラインセンサカメラ。
前記データ合成手段は、前記第１及び第２のラインセンサの画素出力を１ライン上の前半部と後半部に配置して前記１つのラインデータとして出力するようにしている請求項１乃至４に記載のダブルラインセンサカメラ。
１つの光源からの光をそれぞれの鏡面部で反射して異なる角度で第１及び第２の光束を放射し、前記物品に対して異なる方向から前記第１及び第２の光束を照射する照射光分散手段を更に備えた請求項１乃至４に記載のダブルラインセンサカメラ。
前記第１及び第２のラインセンサの各画素出力の転送開始画素位置とその位置からの転送画素数を有効画素出力範囲として設定する有効画素出力範囲設定手段を更に備え、前記データ合成手段は、前記有効画素出力範囲設定手段により設定された有効画素出力範囲の画素データを合成して前記１つのラインデータとして出力するようにしている請求項１乃至４に記載のダブルラインセンサカメラ。
搬送される物品に付された１次元若しくは２次元のコードを光学的に読取るコード読取装置において、
撮像形態が異なる少なくとも２つのラインセンサを備えたダブルラインセンサカメラと、前記撮像形態が異なる第１及び第２のラインセンサでそれぞれ撮像した前記コードの全体の画像を含む画像データを取込む画像取込手段と、前記画像取込手段で取込んだ画像データを処理して前記第１及び第２のラインセンサで撮像した同一のコードに対するそれぞれのコード画像を認識し、認識した各コード画像のいずれか一方の画像データ若しくは両方の画像データに基づいて前記コードを解読するコード解読手段とを備えたことを特徴とするコード読取装置。
前記コード解読手段は、前記認識したコード画像に解読できなかった部分が存在する場合、前記解読できなかった部分の位置に対応する相手の画素のデータを用いて前記コード画像のデータを補正し、その画像データにより前記コードを解読する機能を有する請求項８に記載のコード読取装置。
前記ダブルラインセンサカメラは、光源からの光束の投射角に対して互いに異なる角度に前記第１及び第２のラインセンサの各受光面が配置されており、前記物品に付されたコード面からの反射光を前記第１及び第２のラインセンサの各受光面で受光して前記コードをそれぞれのラインセンサにより撮像する構成としている請求項８又は９に記載のコード読取装置。
前記ダブルラインセンサカメラは、前記物品に付されたコード面から受光面までの光路長が互いに異なる反射光を前記第１及び第２のラインセンサの各受光面で受光して前記コードをそれぞれのラインセンサにより撮像する構成としている請求項８又は９に記載のコード読取装置。